廃棄食品発泡スチロール容器のサーマルリサイクル技術の開発研究

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発泡スチロール(EPS)熱分解過程のα-スチレンモノマー(MSM)および同ダイマー(MSD)添加による低分子化効果、MSMおよびMSDによるEPS溶解量や溶解速度等の減容特性を把握し、EPS熱分解再生油の粘性、燃料特性、燃焼特性などの基礎データを取得した。窒素導入管や温度センサ等を装着したEPS熱分解装置に、EPSと添加剤(MSMまたはMSD)を投入し、熱分解温度200℃で攪拌しながら約2時間熱分解処理し、再生油(Mn=3800)を得た。再生油の燃焼試験に先立ち、標準ポリスチレン(Mn=4400)をモル比1 : 1の割合でMSMに溶かした溶解油について希釈倍率を変え、油温と粘度との関係を求めた結果、市販の重油程度の粘性を得るためには重量比約4倍の希釈が必要と判明した。燃焼実験では、再生油を4倍に希釈し、灯油用ガンタイプバーナー(燃焼量1.8L/h)を用いて燃焼させ、灯油、MSMと比較した。火炎の温度は、MSMが最も高く、灯油と再生油には差が見られなかった。また、目視の結果、MSM、再生油の火炎が灯油より白色味を帯びていたが、火炎の状態は安定し、燃焼ガスはほとんど無臭であった。燃焼ガスの組成を測定するため燃焼室付の燃焼装置を用いた。窒素酸化物(NO_x)濃度は、灯油約80ppmに対して再生油約70ppmであり僅かに低い値であった。一酸化炭素(CO)濃度は、灯油が3〜4ppmに対し、MSMは8〜10ppm、再生油は6ppmと約2倍の値になった。二酸化炭素(CO_2)濃度は、灯油、MSM、再生油の順に増える傾向にあるが、ほぼ9〜10%であった。酸素(O_2)濃度は、再生油が約8%と低いが、その差は僅かであった。これらの測定結果から、再生油は灯油に比してCO濃度が僅かに高くなるものの、その他はほぼ灯油の燃焼ガスの組成と同程度であり、灯油と同程度の燃焼状態が維持されていると考えられる。